Determine a temperatura, qualidade e a energia interna (em relação ao valor de referência da tabela de vapor) de 5 kg de água (líquido + vapor saturado) em um recipiente rígido de 1 m^3 de volume e pressão de 2 bar. R : x=0.225, u=960 kJ / kg, 120.2^circ C

Passo 1

Resumindo o enunciado: temos uma massa de água m=5,0 kg ocupando um volume fixo V=1,0 m^3 à pressão p=2,0 bar. O problema pede a temperatura de saturação, a qualidade (x) e a energia interna específica (u) relativa à tabela de vapor saturado. Para isso vamos usar os dados de vapor saturado a p=2,0 bar:
Tsat,;vf,;vg,;uf,;ug

Passo 2

Calcular o volume específico do sistema:
v=Vm=1,0 m^35,0 kg=0,20 m^3/kg

Passo 3

Pelos dados de tabela a p=2,0 bar:
Tsat=120,23 ^circC, vf=0,001060 m^3/kg, vg=0,88570 m^3/kg
Como vf < v < vg, o fluido está em mistura saturada. A qualidade x é
x=v - vfvg - vf =0,20 - 0,0010600,88570 - 0,001060 approx0,225

Passo 4

A temperatura de saturação é simplesmente
T=Tsat=120,23 ^circCapprox120,2 ^circC

Passo 5

Para a energia interna específica usamos
u = uf + x,(ug - uf)
Da tabela a p=2,0 bar:
uf=504,7 kJ/kg, ug=2087,2 kJ/kg,
então
u = 504,7 + 0,225,(2087,2 - 504,7) approx504,7 + 0,225cdot1582,5 approx504,7 + 356,1 approx860,8 kJ/kg

Resposta

x approx 0,225
T approx 120,2circC
u approx 861 kJ/kg

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